專利名稱：信號功率動態(tài)范圍壓縮電路和應(yīng)用該電路的功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將一發(fā)送信號放大器和一接收放大器輸入信號的功率動態(tài)范圍壓縮的電路，和一種使用該動態(tài)范圍壓縮電路的功率放大電路。
近來，推廣多載波無線電通信方法，它使應(yīng)用多窄帶載波進(jìn)行高速傳輸成為可能。與單載波高速傳輸相比，多載波高速傳輸對在傳播通路上的衰落(現(xiàn)象)或一些其它變化的影響敏感度較小，因此比延遲波更加穩(wěn)定。此外，多載波系統(tǒng)具有無線電電路簡單和放松施加到所使用的無線電電路上的要求的優(yōu)點(diǎn)。
多載波無線電通信方法適合于高速傳輸，并已經(jīng)在固定的微波通信系統(tǒng)和多通道訪問無線電系統(tǒng)中實際應(yīng)用。
近幾年來，已經(jīng)提出一種OFDM(正交分頻多路轉(zhuǎn)換技術(shù))無線電通信方法，用來在微波波段例如在IEEE802.11的5-千兆赫波段進(jìn)行高速傳輸?，F(xiàn)今正在研究在廣播領(lǐng)域中OFDM系統(tǒng)在下一代數(shù)字電視中的應(yīng)用。
這些多載波無線電通信方法包括多種特征，但具有由于互調(diào)失真和由非線性傳輸而出現(xiàn)的符號間干擾，從而產(chǎn)生的頻帶外的漏泄功率增加的問題。例如，在頻率轉(zhuǎn)換器或功率放大器中產(chǎn)生傳輸上的互調(diào)失真。特別是，功率放大器的非線性影響大。通常，如果相應(yīng)于PAPR(峰值對平均值功率比)沒有提供輸出補(bǔ)償，多載波的同步放大將產(chǎn)生互調(diào)失真。因此，多載波傳輸?shù)墓β史糯笃餍枰凶銐蚋叩娘柡洼敵觥Ｍǔ?，由于飽和輸出的增加，功率放大器變得龐大且昂貴，這是因為其涉及到電源和散熱片尺寸的增加。
迄今，4-載波16-QAM和4-載波256-QAM系統(tǒng)已經(jīng)被應(yīng)用在固定微波通信中。這些系統(tǒng)中的功率放大器結(jié)合由具有四分之一波長線的信號多路復(fù)用器產(chǎn)生的單個的放大信號。多載波的單個放大是為了避免由多載波的多路復(fù)用而產(chǎn)生的增加PAPR的問題。
迄今所提出的用于在多載波傳輸中抑制PAPR的方法是一種用于設(shè)置載波的初相的方法(shoichi NARAHASHI和Toshio NOJIMA，“一種用于多頻音信號系統(tǒng)的新的相位調(diào)整方法，用來降低峰值對平均值功率比(PAPR)，”見電子，信息和通信工程師協(xié)會會報B-Ⅱ,Vol.J78-B-Ⅱ,No.11,pp.663-671,Nov.,1955)；一種用于特殊信號模式且不產(chǎn)生峰值的方法(美國專利號5,381,449,“用于QAM通信系統(tǒng)的峰值對平均值功率比縮減方法”)；一種使用誤差校正碼的方法(T.A.Wilkinson和A.E.Jones，“由分組編碼來進(jìn)行多載波傳輸?shù)陌j(luò)功率峰值與平均值之比的極小化方法”，在第45屆IEEE Vechi.Technol.Conf.,pp.825-829,1995會議論文集)；一種多路技術(shù)峰值功率抑制信號方法(Shigeru TOMOSATO和Hiroshi SUZUKI，“一種平滑包絡(luò)并行調(diào)制/解調(diào)方法”，IEICE,RCS 95-77,Sept.,1995技術(shù)報告)；和一種使用歸一正交變換的方法(日本專利申請公開特許公報NO.10-178411，相應(yīng)的美國專利申請序列號NO.08/948,090)。特別是，已知一用于OFDM的PAPR抑制方法，一種多路復(fù)用信號波形消波方法(X.Li和L.J.Cimni,Jr.,“OFDM的性能的削波和濾波效果”，第47屆IEEE Vechi.Technol.Conf.,pp.1634-1638,1997會議論文集)和一種根據(jù)峰值功率實現(xiàn)傳輸輸出控制的方法(yoichi MATSUMOTO,NobuakiMOCHIZUKI和Masahiro UMEHIRA，“一種用于寬帶微蜂窩狀OFDM系統(tǒng)的新的峰值功率縮減技術(shù)”IEICE,RCS97-143,Oct.,1997技術(shù)報告)。
在多載波無線電通信中對縮減PAPR的需求是在不增加頻帶外的功率泄漏的情況下防止傳輸性能的降低。依照這種需求，多路復(fù)用信號波形的削波導(dǎo)致頻帶外的功率泄漏。根據(jù)峰值功率控制傳輸輸出在保持信道的質(zhì)量上遇到困難。初相設(shè)置方法難于應(yīng)用到有時改變相位的已調(diào)制波上。歸一正交變換的利用的缺陷在于載波的相位波動降低了載波間的正交性，從而導(dǎo)致峰值功率的提高。誤差校正碼的應(yīng)用和峰值功率壓縮信號的多路復(fù)用的應(yīng)用都引起了傳輸頻帶的擴(kuò)大。這樣，傳統(tǒng)的PAPR縮減方法具有這樣的問題傳輸頻帶的擴(kuò)大，難于應(yīng)用到已調(diào)制波，頻帶外的失真增加和保持信道質(zhì)量困難。
峰值功率的縮減方法應(yīng)用于已調(diào)制波均包括在發(fā)送端的抑制峰值功率的信號處理和在接收端的接收信號的重新構(gòu)成的信號處理。為了使峰值功率壓縮電路的制造容易并達(dá)到高效的放大從而允許減小功率放大器的尺寸，重量和功率消耗，所需的是應(yīng)用一峰值功率抑制方法，該方法在盡可能的僅在發(fā)送端進(jìn)行。在這方面，初相設(shè)置方法和使用PAPR縮減信號點(diǎn)的方法是有效的，但前者難于應(yīng)用到已調(diào)制波，后者被限制在應(yīng)用于傳輸信號順序中。
本發(fā)明的一個目的是提供一種輸入信號功率動態(tài)范圍壓縮電路，該電路不產(chǎn)生輸入信號頻帶外的功率泄漏并在不管輸入信號的相位變化如何，均能使信號功率動態(tài)范圍有效壓縮，還提供一種使用該動態(tài)范圍壓縮電路的功率放大電路。
根據(jù)本發(fā)明的信號功率動態(tài)范圍壓縮電路，包括一定向耦合器，用于將一個輸入信號分配為兩個信號的；一線性信號傳輸通路，用于線性傳輸兩個分配的輸入信號的其中之一；一壓縮信號產(chǎn)生通路，用于產(chǎn)生一包含一與分配的另一的輸入信號反相的分量的壓縮信號；和一功率合成器，用于將從線性信號傳輸通路和壓縮信號產(chǎn)生通路輸出的輸出信號進(jìn)行功率合成。
一功率放大器，連接到上述信號功率動態(tài)范圍壓縮電路的輸出端，用來形成一功率放大電路。


圖1為一方框圖，示出了本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)；圖2為一示意圖，示出了功率放大器的輸入矢量，用來解釋本發(fā)明的工作原理；圖3為一曲線圖，描繪了功率放大器的輸入信號的頻譜；圖4為一曲線圖，示出了從功率放大器輸出的輸出信號的頻譜；圖5為一方框圖，示出了本發(fā)明的第一實施例；圖6為一曲線圖，概念地示出了工作特性，用于解釋體現(xiàn)本發(fā)明的功率放大器的放大效率。
圖7為一方框圖，示出了本發(fā)明的第二實施例；圖8為一方框圖，示出了本發(fā)明的第三實施例；圖9為一方框圖，示出了本發(fā)明的第四實施例；圖10為一方框圖，示出了本發(fā)明的第五實施例；圖11為一方框圖，示出了本發(fā)明的第六實施例；圖12為一曲線圖，示出了當(dāng)一CDMA信號作為一壓縮信號注入與輸入信號相同的頻帶時，放大器的輸入的頻譜；圖13為一曲線圖，示出了當(dāng)一CDMA信號進(jìn)入與輸入信號相同的頻帶時，放大器的輸出頻譜；圖14為一曲線圖，示出了當(dāng)載波信號作為一壓縮信號注入與輸入信號相同的頻帶時，放大器的輸入頻譜；
圖15為一曲線圖，示出了當(dāng)載波信號注入到與輸入信號相同的頻帶時，從放大器輸出的輸出頻譜；圖16為一曲線圖，示出了當(dāng)載波信號作為一壓縮信號注入與輸入信號不同的頻帶時，放大器的輸入頻譜；圖17為一曲線圖，示出了當(dāng)載波信號注入與輸入信號不同的頻帶時，從放大器輸出的輸出頻譜；圖18為一方框圖，示出了本發(fā)明的第七實施例；圖19為一方框圖，示出了本發(fā)明的第八實施例；圖20為一方框圖，示出了本發(fā)明的第九實施例；圖21為一方框圖，示出了本發(fā)明的第十實施例；圖22為一方框圖，示出了本發(fā)明的第十一實施例；圖23為一方框圖，示出了本發(fā)明的第十二實施例；圖24為一方框圖，示出了本發(fā)明的第十三實施例。
在圖1中，以方框形式描繪了根據(jù)本發(fā)明的信號功率動態(tài)范圍壓縮電路和使用該電路的功率放大電路的基本結(jié)構(gòu)。
在圖1中，信號功率動態(tài)范圍壓縮電路，由100表示，其包括一定向耦合器2，一線性信號傳輸通路21，一壓縮信號產(chǎn)生通路22，和一功率合成器6。圖1描述了這樣的情況，功率合成器6的輸出端連接到一功率放大器8，以形成一功率放大電路。定向耦合器2將位于輸入端的輸入信號SIN分配成兩通路21和22。定向耦合器2可以是一功率分配器，但以下的實施例將全部用定向耦合器2來描述。一通路21為一線性信號傳輸通路，由延遲線3構(gòu)成，而另一通路22為一壓縮信號產(chǎn)生通路，包括一壓縮信號產(chǎn)生器4。該壓縮信號產(chǎn)生器4檢測輸入信號SIN的功率，并產(chǎn)生一信號用于壓縮功率放大器8的輸出補(bǔ)償SPC(該信號在下文中稱為是一壓縮信號)。壓縮信號SPC將功率合成器6與來自延遲線3的輸出SD合成，以形成一合成信號SC用于壓縮功率放大器8的輸出補(bǔ)償。壓縮信號SC被施加到功率放大器8上，由輸入端注入的壓縮信號SPC由連接到功率放大器8上的壓縮信號消除電路10消除。
參照圖2，將描述本發(fā)明的工作原理。圖2描繪了在各自的已調(diào)制信號受到正交檢波的情況下，功率放大器8的輸入信號的矢量。
壓縮信號產(chǎn)生電路4產(chǎn)生壓縮信號SPC，其矢量SPC與線性信號傳輸通路21的輸出矢量SD合成為合成矢量SC。如下文所述，有兩個這種類型的壓縮信號產(chǎn)生電路一個用于產(chǎn)生壓縮信號SPC的電路，其壓縮輸入信號的峰值功率，另一個用于產(chǎn)生壓縮信號SPC的電路，其壓縮峰值對平均值功率比。
如圖2所示，在抑制峰值功率的情況下，壓縮信號產(chǎn)生器4產(chǎn)生壓縮信號矢量SPC，該矢量與輸入信號矢量SIN的相位差將近180°(因此信號矢量SD與其相應(yīng))。如下文所述，通過檢測放大器輸入信號的峰值功率產(chǎn)生壓縮信號矢量SPC，然后檢測輸入信號的振幅和相位并產(chǎn)生一具有保持不變量的振幅的信號矢量SD。在圖1所示的示例中，一與輸入信號的相位差為180°的單音信號(一單頻信號)由壓縮信號產(chǎn)生器4中的一低頻振蕩器產(chǎn)生。結(jié)果是，由定向耦合器6產(chǎn)生的合成矢量的大小保持不變。具有這樣產(chǎn)生的壓縮信號SPC，壓縮信號產(chǎn)生器4保持其輸出直到下一檢測峰值功率等于或大于預(yù)設(shè)定的閾值。這樣，在每一次峰值功率的檢測中，產(chǎn)生該與輸入信號的相位差將近180°的矢量，且與從線性信號傳輸通路21輸出的信號SD合成，以獲得峰值功率被抑制的合成信號SC，該合成信號SC施加到功率放大器8上。通過這樣減小輸入信號的峰值功率，能夠獲得合成信號SC，其中輸入信號SIN的功率動態(tài)范圍被抑制在一理想范圍內(nèi)。
由壓縮信號產(chǎn)生器4產(chǎn)生的壓縮信號SPC為一單頻信號(下文也稱為單音信號)。壓縮信號SPC被頻率轉(zhuǎn)換到一與輸入信號SIN的頻帶不同或相同的頻帶。圖3描述了一示例，其中壓縮信號SPC被頻率轉(zhuǎn)換到與輸入信號SIN不同的頻帶。如圖所示，放大器的輸入信號SIN和壓縮信號SPC位于不同的頻帶。圖4描述了功率放大器8的輸出頻譜。如果需要，在功率放大器8的輸出端設(shè)置一帶通濾波器(BPF)作為壓縮信號消除器10，從而利用帶通濾波器的頻率特性消除由功率放大器8的輸入端注入的壓縮信號。
這樣，傳輸信號的峰值功率被抑制，然后其功率被功率放大器8放大，壓縮信號SPC的分量被帶通濾波器10消除，通過該帶通濾波器10能夠提供一峰值功率縮減方法，其在傳輸電路中完成。因此，抑制功率放大器8的輸入的峰值功率，減小了其輸出補(bǔ)償，從而能高效放大。當(dāng)然，產(chǎn)生在輸入信號的峰值功率的檢測點(diǎn)之間的間隔的壓縮信號的矢量被保持恒定，但輸入信號矢量變化；因此，它們的合成向量并不總保持恒定。
圖3和圖4所示，應(yīng)用一單音信號，一調(diào)制波可被用來作為壓縮信號SPC。
接下來，將描述在抑制PAPR的情況下，壓縮信號產(chǎn)生器4的工作。工作的基本原理與抑制峰值功率的基本原理相同，但在這一情況下，壓縮信號SPC被用來減小輸入信號SIN的PAPR。隨檢測輸入信號SIN的PAPR開始產(chǎn)生壓縮信號SPC，如果檢測到的比率等于或大于預(yù)設(shè)定值，壓縮信號SPC的矢量由壓縮信號產(chǎn)生器4確定，從而合成信號SC的PAPR等于或小于預(yù)測值。結(jié)果是，合成信號SC可通過抑制輸入信號SIN的PAPR來獲得。用于抑制PAPR的信號SPC被頻率轉(zhuǎn)換到一與輸入信號SIN的頻帶不同或相同的頻帶。如果需要，壓縮信號SPC可被位于頻率放大器8的輸出端的帶通濾波器10消除。為了減小輸入信號SIN的PAPR，壓縮信號SPC的矢量被如此確定，即為了相對于例如峰值功率增加和/或減小平均功率。
可產(chǎn)生用于抑制PAPR的壓縮信號SPC，從而合成信號SC的振幅取預(yù)定的固定值，該值比輸入信號SIN的預(yù)測峰值足夠地小。圖2示出信號在一IQ平面的軌跡，其由合成信號SC的正交檢波獲得。在該情況下，如圖2中的圓所示，合成信號SC的包絡(luò)取一固定值。在下文中描述的實施例中，該壓縮信號SPC被稱為固定包絡(luò)信號。
這種傳輸信號的PAPR的減小可抑制功率放大器8的輸入信號動態(tài)范圍。此外，能夠提供一PAPR抑制方法，其在傳輸電路中完成。此外，放大器輸入信號的PAPR的抑制減小了輸出補(bǔ)償，并可進(jìn)行高效放大。
第一實施例圖5以方框圖的形式示出了本發(fā)明的第一實施例，其中如圖1所示的信號功率動態(tài)范圍壓縮電路的基本結(jié)構(gòu)被應(yīng)用于峰值功率的抑制。放大器輸入信號SIN被定向耦合器2分配到由延遲線3形成的線性信號傳輸通路21和由壓縮信號產(chǎn)生器4形成的壓縮信號產(chǎn)生通路22。壓縮信號產(chǎn)生器4由一電平鑒別器41，一峰值功率檢測器42，一低頻振蕩器44，一頻率轉(zhuǎn)換器45，一可變移相器46和一可變放大器47V級聯(lián)形成。電平鑒別器41監(jiān)測一分配的輸入信號SIN的振幅的瞬時值。在電平鑒別器41中，監(jiān)測到的瞬時值與預(yù)定閾值比較，且僅當(dāng)前者等于或大于后者時，分配的輸入信號SIN供給峰值功率檢測器42。該峰值功率檢測器42由一正交解調(diào)器形成，其實現(xiàn)對由電平鑒別器41輸出的輸入信號SIN的正交檢測，檢測輸入信號SIN的矢量(振幅和相位值)。這樣檢測的振幅和相位值輸入到低頻振蕩器44中。
低頻振蕩器44由合成器形成，其中振幅和相位值可以被設(shè)定。為了抑制功率放大器8的輸入功率動態(tài)范圍，低頻振蕩器44被設(shè)定從而使其振蕩信號與檢測到的相位值的相位之差將近180°；即，低頻振蕩器44中設(shè)定的相位與由峰值功率檢測器42檢測到的相位相反。選定振幅值，這樣，由峰值功率檢測器42通過數(shù)值計算而估算的合成信號SC將具有一恒定的包絡(luò)。這就使矢量的壓縮信號SCC的產(chǎn)生抑制峰值功率。合成器輸出被頻率轉(zhuǎn)換器45頻率轉(zhuǎn)換到一預(yù)定的頻帶，該預(yù)定頻帶可以與放大器輸入信號SIN的頻帶相同或不同。經(jīng)頻率轉(zhuǎn)換的壓縮信號的振幅和相位被可變移相器46和可變放大器47V進(jìn)行最終的調(diào)節(jié)。這樣最終經(jīng)調(diào)節(jié)的壓縮信號SPC的功率與由延遲線3而來的信號SD由頻率合成器6合成。結(jié)果是，輸出信號的峰值功率減小。在該實施例中功率合成器6分配合成的信號SC。合成信號SC的功率被主要地送給功率放大器8，部分地被送給一控制通路?？勺兎糯笃?7V也可由可變衰減器和一放大器組成。
在圖1中描繪的基本結(jié)構(gòu)中，依據(jù)輸入信號SIN的峰值功率的檢測，其被與其相位相反的壓縮信號SPC抑制，但由于輸入信號SIN的矢量隨時間變化，合成信號SC的瞬時振幅值在下一輸入信號SIN的峰值功率被電平鑒別器41檢測之前，可能超過前述的預(yù)定閾值。
為了避免上述情況，附圖5中的實施例在控制通路23中使用一壓縮信號調(diào)節(jié)部分11，通過該部分保持合成信號SC的電平不超過閾值。壓縮信號調(diào)節(jié)部分11由一電平鑒別器15，一峰值功率檢測器16和一控制電路17級聯(lián)而成。電平鑒別器15確定分配的合成信號SC的峰值功率是否超過預(yù)定閾值，如果超過，就將合成信號SC傳輸?shù)椒逯倒β蕶z測器16。峰值功率檢測器16對輸入到其上的合成信號SC的進(jìn)行正交檢波，檢測其相位和振幅，并將其送到控制電路17?；谶@樣檢測的相位和振幅，控制電路17通過一根據(jù)逐步方式的自適應(yīng)算法控制可變移相器46的相位移動的量，并控制可變放大器47V的放大系數(shù)，從而使合成信號SC的峰值功率小于閾值。
控制電路7由一微型計算機(jī)形成，其通過一擾動法，最小二乘估算法，或類似算法來控制可變移相器46和可變放大器47。控制電路17的控制操作可通過一數(shù)字或模擬電路實現(xiàn)?？勺兎糯笃?7V可被一可變衰減器取代，該可變衰減器可實現(xiàn)相同的峰值電壓抑制效果。低頻振蕩器44的振幅和相位同樣可由控制電路17控制。
根據(jù)本實施例，由于輸入信號SIN的功率動態(tài)范圍可被其峰值功率的自適應(yīng)抑制來減小，功率放大器8的輸出補(bǔ)償可被減小。這使得功率放大器8能夠達(dá)到高效放大。
圖6顯示依照能耗效率，通過將本發(fā)明的信號功率動態(tài)范圍壓縮電路連接到功率放大器8的輸入端，可提高放大效率。例如，在輸入信號具有10-dBPAPR的情況下，峰值功率的4-dB的抑制將形成功率放大器8的輸入合成信號SC的6-dBPAPR減小。這可使在峰值功率的抑制之前的輸出補(bǔ)償從10-dB降低到6dB。峰值功率的4-dB的抑制對功率放大器8的放大效率具有如下文描述的影響。通過應(yīng)用本發(fā)明，假定放大器8為“A”類放大器，其最大能耗效率在飽和輸出點(diǎn)為50％，且其輸出補(bǔ)償被限是為1-dB增益壓縮點(diǎn)與工作點(diǎn)之差，能耗效率可被提高約10％，但若不使用本發(fā)明，能耗效率約為4％。這樣，即使峰值功率沒有被完全抑制，本發(fā)明也能有效地提高功率放大器8的放大效率。且不產(chǎn)生頻帶外的功率泄漏或符號間干擾。
第二實施例圖7以方框圖的形式示出了本發(fā)明的第二實施例，其中圖5中的壓縮信號產(chǎn)生器4的峰值功率檢測器42由一峰值功率檢測器43構(gòu)成，其測量輸入信號SIN的峰值功率，該檢測器例如是一二極管檢測器或熱電偶。峰值功率檢測器43僅檢測輸入信號SIN的峰值功率，但不檢測其相位值。因此，低頻振蕩器44在一適當(dāng)?shù)某跏枷辔徽袷?。從功率合成?的輸出通過電平鑒別器15和峰值功率檢測器16提供給控制電路17，該控制電路逐步地控制可變移相器46的相位值和可變放大器47的振幅值，直到最小峰值功率被檢測到。本實施例的配置可使峰值功率檢測器的結(jié)構(gòu)簡化。
第三實施例圖8以方框圖的形式示出了本發(fā)明的第三實施例。如圖5和圖7的實施例所述，使用一帶通濾波器作為壓縮信號消除器10，用于消除功率放大器8輸出中的壓縮信號，然而圖8的實施例并不使用帶通濾波器，其結(jié)構(gòu)是，其中消除信號SCC通過將壓縮信號SPC的相位反相并注入功率放大器8的輸出中來產(chǎn)生，用于消除壓縮信號分量。一包括用于消除壓縮信號分量的通路的合成信號產(chǎn)生器9，通過一反相器91，一可變移相器92和一可變放大器93級聯(lián)而成。所述反相器91將由定向耦合器18分配的壓縮信號SPC的相位反相，并輸出經(jīng)反相的信號作為消除信號SCC。
可變移相器92和可變放大器93由一控制電路53以逐步的方式控制，以調(diào)節(jié)消除信號SCC的相位和振幅。功率放大器8的輸出和消除信號SCC由一功率合成器/分配器10合成/分配，該合成的輸出功率主要被提供給一輸出終端TO，部分被提供給一合成信號調(diào)節(jié)部分50供監(jiān)測器使用。消除信號調(diào)節(jié)部分50由一電平鑒別器51，一峰值功率檢測器52和控制電路53級聯(lián)而成。消除信號調(diào)節(jié)部分50與壓縮信號調(diào)節(jié)部分11以相同的方式工作，調(diào)節(jié)消除信號SCC的相位和振幅，以逐步的方式控制可變移相器92和可變放大器93，直到功率放大器8的輸出中剩余的壓縮信號分量的電平小于預(yù)定的場強(qiáng)。用于調(diào)節(jié)振幅分量的可變放大器93可被一可變衰減器代替。
該實施例適合應(yīng)用于這種情況，即當(dāng)為了抑制其峰值功率，輸入信號SIN的頻率和注入的載波(壓縮信號)彼此非常接近，輸入信號SIN的頻帶和壓縮信號彼此重疊或完全一致時，如在第一實施例中，注入的載波不能被帶通濾波器10消除。當(dāng)用于壓縮峰值功率的載波被注入到一多載波信號或CDMA載波時，該實施例特別有效。
第四實施例圖9以方框圖的方式示出了本發(fā)明的第四實施例，其中用于消除圖8的實施例中的壓縮信號分量的配置用于圖7實施例。因此，本實施例使用一二極管檢測器或熱電偶作為峰值功率檢測器，與圖7所示的第二實施例的情況相同。這種配置可簡化峰值功率檢測器的結(jié)構(gòu)?？刂齐娐?7以逐步的方式，控制可變移相器46的相位值和可變放大器47V的振幅值，直到檢測到最小峰值功率?？勺兎糯笃?7V可被一可變衰減器替代。合成信號產(chǎn)生器9與第三實施例中使用的相同。從而，峰值功率檢測器和低頻振蕩器可以簡單的結(jié)構(gòu)制成。
第五實施例圖10以方框圖的形式示出了本發(fā)明的第五實施例。如圖9的實施例所述，使用壓縮信號SPC作為消除信號SCC，并被施加到作為壓縮信號消除器的功率合成器/分配器10，而圖10的實施例中，由峰值功率檢測器43的輸出中產(chǎn)生消除信號SCC。即，在該實施例中，基于由在壓縮信號產(chǎn)生通路22中的峰值檢測器43檢測到的輸入信號的相位和振幅，用于消除剩余壓縮分量的矢量由一低頻振蕩器95，一頻率轉(zhuǎn)換器96，可變移相器92和可變放大器產(chǎn)生。該方法易于產(chǎn)生用于消除壓縮信號的信號。此外，由于合成的信號產(chǎn)生通路的結(jié)構(gòu)相似于壓縮信號產(chǎn)生通路，在裝置的結(jié)構(gòu)中對于各部分可以應(yīng)用共用模塊。
第六實施例圖11以方框圖的形式示出了本發(fā)明的第六實施例，其中在圖5的實施例中的由低頻振蕩器44產(chǎn)生的信號使用一種特定代碼調(diào)制。該方法易于檢測施加到功率放大器8上的合成信號SC的峰值功率。由低頻振蕩器44產(chǎn)生的壓縮信號矢量易于在噪聲或類似情況的影響下使振幅和相位變化。考慮到增加壓縮信號的穩(wěn)定性，該實施例由一代碼產(chǎn)生器49產(chǎn)生一特定代碼，如PN序列，并使用它對由低頻振蕩器44產(chǎn)生的單音信號進(jìn)行調(diào)制。該經(jīng)調(diào)制的信號通過頻率轉(zhuǎn)換器45，可變移相器46和可變放大器47被提供給功率合成器6，通過該功率合成器上述信號與線性信號傳輸通路21的輸出合成，該合成的輸出被輸入到功率放大器8。由于該實施例使用代碼調(diào)制的信號作為壓縮信號，需要設(shè)置頻率轉(zhuǎn)換器445，從而代碼調(diào)制的信號的頻帶位于輸入信號SIN的外側(cè)。
在通路23中(由功率合成器6，電平鑒別器15，峰值功率檢測器16和控制電路17組成)為了監(jiān)測合成信號的峰值功率，電平鑒別器15監(jiān)測峰值功率，峰值功率檢測器16檢測可變移相器46和可變放大器47V的控制變量。此時，峰值功率檢測器16通過與由代碼產(chǎn)生器49產(chǎn)生的相同的代碼解調(diào)輸入信號。這就使壓縮信號的穩(wěn)定性增加了。該結(jié)構(gòu)使用作為壓縮信號的信號被由如上所述的應(yīng)用在圖7所示的實施例中的代碼產(chǎn)生器49產(chǎn)生的代碼進(jìn)行調(diào)制。其也可以應(yīng)用于圖8,9和10的實施例中，其中壓縮信號的頻帶可與輸入信號的頻帶重疊或完全一致。
在圖11中，使用代碼調(diào)制的壓縮信號SPC的配置的實施例，和在該配置被應(yīng)用于圖8,9和10的實施例中的情況下，功率放大器8的輸出的壓縮信號分量可被消除信號SCC消除，即使壓縮信號SPC被頻率轉(zhuǎn)換，然后與從線性信號傳輸通路21輸出的，在與輸入信號SIN的頻帶重疊的頻帶上的輸出信號SD合成。例如，當(dāng)輸入信號為一CDMA信號，其頻帶由圖12中的ST1表示，使用一具有與ST1相同的頻帶的SSPC代碼(一擴(kuò)展頻譜代碼)來執(zhí)行調(diào)制。結(jié)果是，功率放大器8的輸出中的壓縮信號分量被帶通濾波器10消除。實際上，壓縮信號分量并沒有被完全消除，而是如圖13所示留在CDMA信號頻帶中作為殘余；然而，其可被減小到可忽視的程度。
類似地，如圖14所示，例如，在圖8,9和10的實施例中的輸入信號SIN為一多載波信號和一作為壓縮信號SPC的載波信號，其被注入與輸入信號SIN相同的頻帶(即，與線性信號傳輸通路21的輸出信號由功率合成器6合成)，一與壓縮載波信號相位相反的一消除載波信號與功率放大器8的輸出由功率合成器/分配器10合成，如圖15所示，通過該合成器/分配器，剩余的壓縮載波信號可被消除到一較低的電平。
如圖16所示，在壓縮載波信號被注入輸入多載波信號的頻帶之外的頻帶的情況下，如圖17所示，通過將一與功率合成器/分配器10中的壓縮載波信號相位相反的消除載波信號注入，功率放大器8的輸出中的壓縮信號分量(例如壓縮載波分量)可被消除到足夠低的電平。
第七實施例圖18示出了本發(fā)明的第七實施例。在上述的圖5,7到11的實施例中，監(jiān)測由功率合成器6分配的輸出，控制可變移相器46和可變放大器47V，從而峰值功率不會超過閾值，可基于監(jiān)測的輸出控制低頻振蕩器44。如圖18所示為圖5的實施例的這種控制的一種應(yīng)用。壓縮信號產(chǎn)生器4由電平鑒別器41，峰值功率檢測器42，低頻振蕩器44，頻率轉(zhuǎn)換器45和一放大器47組成。由壓縮信號產(chǎn)生器4根據(jù)來自定向耦合器2的信號產(chǎn)生壓縮信號SPC以監(jiān)測的功率放大器8的輸入信號。壓縮信號SPC與線性信號傳輸通路21的輸出通過功率合成器6合成，以減小功率放大器8的輸入信號的峰值功率。
電平鑒別器41監(jiān)測功率放大器8的輸入信號的振幅。這樣監(jiān)測到的振幅的瞬時值在電平鑒別器41中與預(yù)定的閾值比較，如果該瞬時值大于該閾值，則輸入信號SIN被提供給峰值功率檢測器42。
峰值功率檢測器42執(zhí)行由電平鑒別器41而來的輸入信號SIN正交檢波，以檢測輸入信號的矢量(振幅和相位值)。這樣檢測的振幅和相位值在低頻振蕩器44中被設(shè)定。
低頻振蕩器44由一合成器構(gòu)成，其中振幅和相位可以被設(shè)定。在這種情況下，相位值被設(shè)定為與輸入信號的相位相差將近180°，從而抑制放大器的輸入。低頻振蕩器44產(chǎn)生一具有預(yù)定的振幅和相位值的單音信號。這就提供了一矢量用來抑制峰值功率。
低頻振蕩器44的輸出被頻率轉(zhuǎn)換器45進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換到一預(yù)定的頻帶。振蕩器輸出可被頻率轉(zhuǎn)換到一與放大器輸入信號SPC相同或不同的頻帶。這樣被頻率轉(zhuǎn)換的壓縮信號SPC通過放大器進(jìn)行電平調(diào)節(jié)，然后被提供給功率合成器6，在其中將其與延遲線3的輸出信號合成。合成的輸出主要應(yīng)用于功率放大器8，部分被應(yīng)用于控制通路23。
在控制通路23中，電平鑒別器15鑒別分配信號的振幅的瞬時值，當(dāng)該瞬時振幅值大于預(yù)定的閾值時，峰值功率檢測器16對該信號進(jìn)行正交檢波。控制電路17使用經(jīng)正交檢波的信號來控制單音信號的振幅和相位值，該單音信號由低頻振蕩器44產(chǎn)生，通過自適應(yīng)性算法以逐步的方式減小放大器的輸入信號SC的峰值功率?？刂齐娐?7由微處理器構(gòu)成，并使用一種擾動法，最小二乘方估算法，或類似的自適應(yīng)性算法。
如上所述的這種對低頻振蕩器44的控制等同于在從基帶中接收放大器輸入信號時，抑制其峰值功率。在基帶中的控制操作可在比調(diào)制信號的頻帶更寬的操作頻帶中進(jìn)行控制。這就使得控制電路的結(jié)構(gòu)簡化。一調(diào)制波可被用作壓縮信號，在這種情況下，本實施例的結(jié)構(gòu)不需要被修改，同樣可獲得如前所述的效果。
在參照圖5,7至11和18的實施例中，一在檢測其峰值功率時，產(chǎn)生與輸入信號SIN相位相反的信號，作為壓縮信號SPC與輸入信號SIN(嚴(yán)格地說，是線性信號傳輸通路21的輸出信號SD)合成。即，可確定壓縮信號矢量從而合成的矢量總具有小于預(yù)定值的固定振幅值，但壓縮信號需要具有一分量，該分量的相位至少與輸入信號矢量的相位相差180°。
如圖5,7至11和18所示的實施例，檢測并減小輸入信號的峰值功率，從而壓縮輸入信號功率的動態(tài)范圍，以下的實施例將描述通過減小輸入信號的PAPR來壓縮輸入信號的動態(tài)范圍。
第八實施例圖18以方框圖的形式示出了本發(fā)明的第八實施例，其中放大器輸入信號SIN由定向耦合器2分配到由延遲線3構(gòu)成的線性信號傳輸通路21和由壓縮信號產(chǎn)生器4構(gòu)成的壓縮信號產(chǎn)生通路22。壓縮信號產(chǎn)生器4由正交檢波器4A，固定包絡(luò)信號產(chǎn)生器4B，頻率轉(zhuǎn)換器45，可變移相器46和可變放大器47級聯(lián)而成。正交檢波器4A對輸入信號進(jìn)行正交檢波，來監(jiān)測其向量(相位和振幅)。監(jiān)測到的與輸入信號的相位相反的向量提供給固定包絡(luò)信號產(chǎn)生器4B。對于輸入信號的振幅，固定包絡(luò)構(gòu)成信號產(chǎn)生器4B通過數(shù)值計算來估計合成信號SC并以這樣一個值設(shè)定振幅，即合成信號SC具有一固定包絡(luò)。通過上述方法，能夠產(chǎn)生一向量，其可抑制輸入信號的PAPR。
固定包絡(luò)信號產(chǎn)生器4B的輸出被頻率轉(zhuǎn)換器45進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換到一預(yù)定頻帶。在這種情況下，輸出可被頻率轉(zhuǎn)換到一頻帶，該頻帶可與放大器輸入信號的頻帶相同或不同。經(jīng)頻率轉(zhuǎn)換的壓縮信號SPC的振幅和相位被可變移相器46和可變放大器47作最終的調(diào)節(jié)，然后，由功率合成器6注入到放大器輸入信號。可變放大器47V可由可變衰減器代替。在控制通路23中，PAPR檢測器19檢測從功率合成器6分配的信號的峰值電壓和平均值電壓的比率，或峰值功率和平均值功率的比率，當(dāng)檢測到的比率大于預(yù)定閾值時，PAPR檢測器19對輸入信號進(jìn)行正交檢波，控制電路17通過一自適應(yīng)性算法，以逐步的方式控制可變移相器46和可變放大器47V。即，在對由功率合成器6合成的信號SC進(jìn)行正交檢波之后，在IQ平面上信號SD和SPC的相位相差180°，但該合成信號SC的矢量不總具有固定包絡(luò)的矢量。為了避免這種情況，控制電路17通過PAPR檢測器19監(jiān)測合成信號SC的振幅，并控制可變移相器46和可變放大器47V，以調(diào)節(jié)壓縮信號SPC的相位和振幅，從而合成信號SC將具有預(yù)定的振幅。換言之，可變放大器47V和可變移相器46逐步地控制固定包絡(luò)構(gòu)成信號SPC的振幅和相位，從而合成信號SC將具有一固定包絡(luò)矢量。這種控制可通過多種自適應(yīng)性算法例如最陡下降算法和最相似估算法來進(jìn)行。
例如，PAPR檢測器19可具有一二極管檢測器。在測量峰值功率的情況下，使用一小時間常數(shù)的二極管檢測器。檢測器輸出被抽樣，一監(jiān)測檢測器輸入電壓的瞬時值，最大瞬時值被設(shè)定為峰值功率值。在測量平均功率的情況下，使用一大時間常數(shù)的二極管檢測器；該檢測器的輸出被抽樣，其平均值被設(shè)定為平均功率值。一熱電耦可被用來代替二極管檢測器?？刂齐娐?7由一微型計算機(jī)構(gòu)成，通過擾動法，最小二乘方估算法或類似算法來控制可變移相器46和可變放大器47V。在這種情況下，可變放大器47V也可被一可變衰減器代替，能夠達(dá)到與前述相同的PAPR減小。
例如，在輸入信號具有10-dBPAPR的情況下，將峰值功率抑制4-dB將使功率放大器8的輸入合成信號SCPAPR減小6-dB。這可使在峰值功率的抑制之前的輸出補(bǔ)償從10-dB降低到6dB。抑制峰值功率4-dB對功率放大器8的放大效率具有如下文描述的影響。通過應(yīng)用本發(fā)明，假定放大器8為“A”類放大器，其最大能耗效率在飽和輸出點(diǎn)為50％，且其輸出補(bǔ)償限定為1-dB增益壓縮點(diǎn)與工作點(diǎn)之間的差，能耗效率可被提高約10％，但若不使用本發(fā)明，能耗效率約為4％。這樣，即使峰值功率沒有被完全抑制，本發(fā)明也能有效地提高功率放大器8的放大效率。且不產(chǎn)生頻帶外的泄漏或符號間干擾。
第九實施例圖20以方框圖的形式示出了本發(fā)明的第九實施例。其在如圖19的實施例的壓縮信號產(chǎn)生通路22中使用一包絡(luò)檢波器4C來代替正交檢波器4A。這可簡化壓縮信號產(chǎn)生器4的結(jié)構(gòu)。
第十實施例圖21以方框圖的形式示出了本發(fā)明的第十實施例，在該實施例中，壓縮信號SPC的相位被反相，以形成消除信號SCC，其被注入放大器輸出，以在放大器8的輸出側(cè)消除PAPR壓縮信號。構(gòu)成一壓縮信號消除通路的合成信號產(chǎn)生器100，其由反相器信號產(chǎn)生器101，可變移相器102和一可變放大器103級聯(lián)而成?？勺円葡嗥?02和可變放大器103由控制電路105逐步地控制?？刂齐娐?05逐步地控制可變移相器102和可變放大器103，直到PAPR壓縮信號的電平下降小于預(yù)定場強(qiáng)。
可變放大器103可由可變衰減器代替。該實施例適合于應(yīng)用在這種情況下，即輸入信號SIN和用于PAPR抑制的注入的載波的頻率彼此非常接近，注入的載波不能被如第八實施例所述的帶通濾波器或類似設(shè)備消除。例如，當(dāng)用于壓縮峰值功率的載波被注入到多載波信號或CDMA載波時，該實施例特別有效。
第十一實施例圖22以方框圖的形式示出了本發(fā)明的第十一實施例，其如在第九實施例的壓縮信號產(chǎn)生通路22中一樣使用一包絡(luò)檢波器4C來代替正交檢波器4A。這也可簡化壓縮信號產(chǎn)生器4的結(jié)構(gòu)。合成信號產(chǎn)生器100與在第十實施例中應(yīng)用的相同。
第十二實施例圖23以方框圖的形式示出了本發(fā)明的第十二實施例，其在壓縮信號產(chǎn)生通路22中使用從固定包絡(luò)信號產(chǎn)生器4B的輸出，以產(chǎn)生用于消除從功率放大器8的輸出中的壓縮信號分量的矢量。該方法易于產(chǎn)生用于消除壓縮信號SPC的消除信號SCC。此外，由于合成信號產(chǎn)生通路在結(jié)構(gòu)上與壓縮信號產(chǎn)生通路類似，因此，在裝置的結(jié)構(gòu)中的對應(yīng)部分可應(yīng)用共用模塊。
圖5,7至11和19至23中的信號功率動態(tài)范圍壓縮電路在其結(jié)構(gòu)和效果上都相似。任何抑制峰值功率或峰值對平均功率比的電路，可減小功率放大器的輸出補(bǔ)償，從而可進(jìn)行高效放大。
第十三實施例圖24以方框圖的形式示出了本發(fā)明的第十三實施例，其中，壓縮信號產(chǎn)生器4由正交檢波器4A，固定包絡(luò)信號產(chǎn)生器4B，頻率轉(zhuǎn)換器45和放大器47組成。
正交檢波器4A對輸入信號SIN進(jìn)行正交檢波，以監(jiān)測其矢量(振幅和相位值)。監(jiān)測到的矢量由固定包絡(luò)信號產(chǎn)生器4B設(shè)定為與放大器輸入信號SIN的相位相差180°，以便抑制該輸入信號。固定包絡(luò)信號產(chǎn)生器4B的輸出被頻率轉(zhuǎn)換器45頻率轉(zhuǎn)換到一預(yù)定頻帶。在這種情況下，輸出可被頻率轉(zhuǎn)換到與放大器的輸入信號相同的頻帶或不同的頻帶。頻率轉(zhuǎn)換壓縮信號SPC的電平被放大器47調(diào)節(jié)，并與由延遲線3來的信號SD由功率合成器6合成，合成的信號SC提供給放大器8。
控制通路23包括PAPR檢測器19和控制電路17。PAPR檢測器檢測由功率合成器6分配的合成信號的峰值功率和平均功率，當(dāng)PAPR大于預(yù)定的閾值時，對合成信號進(jìn)行正交檢波，以獲得其相位和振幅?；谶@種檢測到的相位和振幅，控制電路17逐步地控制固定包絡(luò)信號產(chǎn)生器4B的振幅和相位值，從而使PAPR下降小于閾值?？刂齐娐?7由一微型計算機(jī)構(gòu)成，并應(yīng)用擾動法，最小二乘方估算法或類似算法。
控制電路17以這樣一種方式進(jìn)一步控制固定包絡(luò)信號產(chǎn)生器4B的振輻和相位，即減小了放大器8的輸入信號(該信號是由延遲線3形成的線性信號傳輸通路21的輸出和壓縮信號產(chǎn)生通路22的輸出合成的合成信號)的PAPR。對固定包絡(luò)信號產(chǎn)生器4B的控制等同于在基帶中接收放大器輸入信號SIN時對PAPR的抑制。在基帶中的控制操作允許在比調(diào)制信號頻帶寬的操作頻帶中進(jìn)行。這就簡化了控制電路的結(jié)構(gòu)。一單音信號可被用作壓縮信號，在這種情況下，本實施例的結(jié)構(gòu)不需作改進(jìn)，就可獲得如前所述的效果。
上述的本發(fā)明被用于功率放大器8的輸入信號的功率動態(tài)范圍的壓縮，本發(fā)明并不局限于此。通過將本發(fā)明應(yīng)用在，例如，A/D轉(zhuǎn)換器的輸入中，其輸入范圍可通過壓縮輸入信號功率動態(tài)范圍來減小，這就可使用結(jié)構(gòu)簡單，便宜的A/D轉(zhuǎn)換器。
本發(fā)明的效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明的信號動態(tài)范圍壓縮電路不對輸入信號削波，而是產(chǎn)生一基于輸入信號的壓縮信號，并將其與通過一線性信號傳輸通路的輸入信號合成，從而對信號功率動態(tài)范圍進(jìn)行壓縮，因此不產(chǎn)生頻帶外的功率泄漏。此外，由于壓縮信號的相位根據(jù)輸入信號來設(shè)定，即使在輸入信號為已調(diào)制信號且其相位變化的情況下，信號功率動態(tài)范圍的壓縮也可有效地實現(xiàn)。
在功率放大器連接到信號功率動態(tài)范圍壓縮電路的輸出端的功率放大電路中，位于功率放大器的輸出端的壓縮信號消除裝置能夠在發(fā)送端實現(xiàn)高效放大，且在接收端不影響壓縮信號。
權(quán)利要求
1．一種信號功率動態(tài)范圍壓縮電路，包括一定向耦合器，用于將輸入信號分配為兩通路；一線性信號傳輸通路，在其上線性傳輸分配的一通路輸入信號；一壓縮信號產(chǎn)生通路，用于產(chǎn)生包含一相位與分配的另一通路輸入信號的相位相反的分量的壓縮信號；和一功率合成器，用于將從所述的線性信號傳輸通路和從所述的壓縮信號產(chǎn)生通路輸出的信號進(jìn)行功率合成。
2．如權(quán)利要求1所述的電路，其中所述的壓縮信號產(chǎn)生通路包括一電平鑒別器，用于檢測大于一預(yù)定的電平的所述輸入信號的峰值功率；一峰值功率檢測器，響應(yīng)于所述的峰值功率的檢測，用于檢測所述的輸入信號的相位；一低頻振蕩器，用于產(chǎn)生一低頻信號，該低頻信號的相位與所述的檢測到的相位相差180°；和一頻率轉(zhuǎn)換器，用于將所述的低頻信號轉(zhuǎn)換到一所需的頻帶，并將所述經(jīng)頻率轉(zhuǎn)換的信號作為所述壓縮信號輸出。
3．如權(quán)利要求1所述的電路，其中所述的壓縮信號產(chǎn)生通路包括一電平鑒別器，用于檢測大于一預(yù)定的電平的所述輸入信號的峰值功率；一峰值功率檢測器，響應(yīng)于所述的峰值功率的檢測，用于檢測所述的輸入信號的振幅；一低頻振蕩器，在其中設(shè)置有所述的檢測到的振幅，用于產(chǎn)生一低頻信號，該低頻信號的相位與所述輸入信號的相位相差180°；和一頻率轉(zhuǎn)換器，用于將所述的低頻信號轉(zhuǎn)換到一所需的頻帶，并將所述經(jīng)頻率轉(zhuǎn)換的信號作為所述壓縮信號輸出。
4．如權(quán)利要求1所述的電路，其中所述的壓縮信號產(chǎn)生通路包括一電平鑒別器，用于檢測大于一預(yù)定的電平的所述輸入信號的峰值功率；一峰值功率檢測器，響應(yīng)于所述的峰值功率的檢測，用于檢測所述的輸入信號的相位和振幅；一低頻振蕩器，用于產(chǎn)生一低頻信號，該低頻信號的相位與所述的輸入信號的檢測到的相位相差180°；調(diào)制信號產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生一預(yù)定的調(diào)制信號；一調(diào)制電路，用于通過所述的調(diào)制信號調(diào)制所述的低頻信號，以產(chǎn)生一經(jīng)調(diào)制的低頻信號；和一頻率轉(zhuǎn)換器，用于將所述的經(jīng)調(diào)制的低頻信號轉(zhuǎn)換到一所需的頻帶，并將所述經(jīng)頻率轉(zhuǎn)換的信號作為所述壓縮信號輸出。
5．如權(quán)利要求4所述的電路，其中所述的調(diào)制信號產(chǎn)生裝置為一代碼產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生一特定模式的代碼，作為所述的調(diào)制信號。
6．如權(quán)利要求1至4其中之一所述的電路，其中所述的壓縮信號產(chǎn)生通路包括一可變移相器，用于調(diào)節(jié)所述壓縮信號的相位；和可變振幅裝置，用于調(diào)節(jié)所述的壓縮信號的振幅，該通路還包括一壓縮信號調(diào)節(jié)部分，用于控制所述的可變移相器和所述的可變振幅裝置，從而，所述的由功率分配器分配的合成信號的峰值功率下降到小于一預(yù)定值。
7．如權(quán)利要求6所述的電路，其中所述的壓縮信號調(diào)節(jié)部分包括合成信號電平鑒別裝置，用于鑒別所述的分配的合成信號的電平是否大于一預(yù)定值；一合成信號峰值功率檢測器，其響應(yīng)于大于所述的預(yù)定值所述的檢測信號電平，檢測所述的合成信號的相位和振幅；一控制電路，用于根據(jù)所述的檢測到的所述的合成信號的相位和振幅，來控制所述的可變移相器和所述的可變放大裝置，從而所述的合成信號的電平減小到低于所述的預(yù)定值。
8．如權(quán)利要求1所述的電路，其中所述的壓縮信號產(chǎn)生通路包括一正交檢波器，用于對所述的輸入信號進(jìn)行正交檢波，并輸出所述的輸入信號的相位和振幅；一固定包絡(luò)合成信號產(chǎn)生器，用于將所述的檢測到的輸入信號的相位進(jìn)行反相，以產(chǎn)生一反相的信號；和一頻率轉(zhuǎn)換器，用于轉(zhuǎn)換所述的經(jīng)反相的信號到一所需的頻帶，并將所述經(jīng)頻率轉(zhuǎn)換的信號作為所述壓縮信號輸出。
9．如權(quán)利要求1所述的電路，其中所述的壓縮信號產(chǎn)生通路包括一包絡(luò)檢波器，用于檢測所述的輸入信號的包絡(luò)，并輸出所述輸入信號的相位和振幅；一固定包絡(luò)合成信號產(chǎn)生器，用于將所述的檢測到的輸入信號的相位進(jìn)行反相，以產(chǎn)生一反相的信號；和一頻率轉(zhuǎn)換器，用于轉(zhuǎn)換所述的經(jīng)反相的信號到一所需的頻帶，并將所述經(jīng)頻率轉(zhuǎn)換的信號作為所述壓縮信號輸出。
10．如權(quán)利要求8或9所述的電路，其中所述的壓縮信號產(chǎn)生通路包括一可變移相器，用于調(diào)節(jié)所述的壓縮信號的相位；和可變振幅裝置，用于調(diào)節(jié)所述的壓縮信號的振幅，其還包括一壓縮信號調(diào)節(jié)部分，用于控制所述的可變移相器和所述的可變振幅裝置，從而由所述的功率分配器分配的所述的合成信號的峰值功率降低到一預(yù)定值以下。
11．如權(quán)利要求10所述的電路，其中所述的壓縮信號調(diào)節(jié)部分包括功率比檢測裝置，用于檢測所述分配的合成信號的峰值對平均值功率比是否大于一預(yù)定值；和一控制電路，響應(yīng)于所述的合成信號的功率比大于所述的預(yù)定值的檢測，用于控制所述的可變移相器和所述的可變振幅裝置，從而使所述的功率比下降到所述的預(yù)定值以下。
12．如權(quán)利要求2或3所述的電路，其中所述的壓縮信號產(chǎn)生通路還包括一壓縮信號調(diào)節(jié)部分，用于控制所述的可變移相器和所述的可變振幅裝置，從而使所述的由所述的功率分配器分配的合成信號的峰值功率下降到一預(yù)定值以下。
13．如權(quán)利要求12所述的電路，其中所述的壓縮信號調(diào)節(jié)部分包括合成信號電平鑒別裝置，用于鑒別所述被分配的合成信號的電平是否大于一預(yù)定值；一合成信號峰值功率檢測器，響應(yīng)于大于所述的預(yù)定值的所述信號電平的檢測，用于檢測所述的合成信號的相位和振幅；和一控制電路，根據(jù)所述的檢測到的合成信號的相位和振幅，它控制所述的可變移相器和所述的可變振幅裝置，從而使所述的合成信號的電平下降到所述的預(yù)定值以下。
14．如權(quán)利要求6或7所述的電路，其中所述的壓縮信號產(chǎn)生通路還包括一壓縮信號調(diào)節(jié)部分，用于控制所述的可變移相器和所述的可變振幅裝置，從而使由功率分配器分配的所述合成信號的峰值對平均值功率的比值下降到一預(yù)定值以下。
15．如權(quán)利要求14所述的電路，其中所述的壓縮信號調(diào)節(jié)部分包括峰值對平均值功率比檢測裝置，用于檢測所述的被分配的合成信號的峰值對平均值的功率比是否大于一預(yù)定值；和一控制電路，響應(yīng)于所述合成信號的峰值對平均值的功率比大于所述預(yù)定值的檢測，用于控制所述的可變移相器和所述的可變振幅裝置，從而使所述的檢測到的峰值對平均值的功率比下降到所述預(yù)定值以下。
16．如權(quán)利要求2,3,4,8和9其中之一所述的電路，其中所述的頻率轉(zhuǎn)換器將所述的低頻信號頻率轉(zhuǎn)換到一與所述輸入信號不同的頻帶。
17．如權(quán)利要求2,3,4,8和9其中之一所述的電路，其中所述的頻率轉(zhuǎn)換器將所述的低頻信號頻率轉(zhuǎn)換到一與所述的輸入信號相同的頻帶。
18．一使用如權(quán)利要求2,3,4,8和9其中之一所述的信號功率動態(tài)范圍壓縮電路的功率放大電路，包括所述的信號功率動態(tài)范圍壓縮電路和一與所述的功率合成器的輸出相連的功率放大器。
19．如權(quán)利要求18所述的功率放大電路，還包括與所述的功率放大器的輸出相連的壓縮信號消除裝置，用于消除所述的壓縮信號。
20．如權(quán)利要求19所述的功率放大電路，其中所述的壓縮信號消除裝置是一個濾波器。
21．如權(quán)利要求19所述的功率放大電路，其中所述的壓縮信號消除裝置包括一插入到所述的壓縮信號產(chǎn)生通路和所述的功率合成器之間的定向耦合器，用于將所述的壓縮信號提供給所述的連接到所述的定向耦合器自身的輸出端的功率合成器，并將所述的壓縮信號分配給另一個輸出端；一合成信號產(chǎn)生器，用于基于由所述的定向耦合器的另一輸出端輸出的壓縮信號，產(chǎn)生一與所述的壓縮信號的相位相差近于180°的合成信號；和一功率合成器/分配器，用于將所述合成的信號與所述的功率放大器的輸出合成，以由所述的功率放大電路提供輸出。
22．如權(quán)利要求21所述的功率放大電路，其中所述的合成信號產(chǎn)生器包括一反相器，用于將所述的分配的壓縮信號反相；一可變移相器，用于調(diào)節(jié)所述被反相的壓縮信號的相位值，和可變振幅裝置，用于調(diào)節(jié)所述的經(jīng)相位調(diào)節(jié)的壓縮信號的振幅，并用于將所述的經(jīng)振幅調(diào)節(jié)的壓縮信號施加到所述的功率合成器/分配器上，所述的功率放大電路還包括一合成信號控制電路，用于檢測由所述的功率合成器/分配器分配的所述功率放大電路的輸出信號的峰值功率，以在那時檢測所述的分配的輸出信號的相位和振幅，并用于根據(jù)所述的檢測到的相位和振幅來控制所述的可變移相器和所述的可變振幅裝置。
23．如權(quán)利要求21所述的功率放大電路，其中所述的合成信號產(chǎn)生器包括一反相器，用于將所述的分配的壓縮信號反相，一可變移相器，用于調(diào)節(jié)所述被反相的壓縮信號的相位值，和可變振幅裝置，用于調(diào)節(jié)所述的經(jīng)相位調(diào)節(jié)的壓縮信號的振幅，并用于將所述的經(jīng)振幅調(diào)節(jié)的壓縮信號施加到所述的功率合成器/分配器上，所述的功率放大電路還包括一合成信號控制電路，用于檢測由所述的功率合成器/分配器分配的所述功率放大電路的輸出信號的峰值對平均值功率比，并用于控制所述的可變移相器和所述的可變振幅裝置，從而所述的峰值對平均值功率比的檢測值不超過一預(yù)定值。
全文摘要
在一輸入信號功率動態(tài)范圍壓縮電路中,一輸入信號由一定向耦合器分配到一線性信號傳輸通路和一壓縮信號產(chǎn)生通路,在該壓縮信號產(chǎn)生通路中,從輸入信號產(chǎn)生一壓縮信號,所述壓縮信號保持輸入信號的峰值與平均值功率之比值小于一預(yù)定值。由一功率合成器將所述的壓縮信號與已通過線性信號傳輸通路的輸入信號合成。
文檔編號H04L27/26GK1304232SQ0012069
公開日2001年7月18日 申請日期2000年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月28日
發(fā)明者鈴木恭宜, 內(nèi)田基之, 野島俊雄 申請人:株式會社Ntt杜可莫